Nano Energy Research

Selektive Bindungsaktivierungs- und -verknüpfungsreaktionen zum Aufbau funktionaler supramolekularer Strukturen

Projektleiter: Prof. Dr. Rüdiger Beckhaus, Prof. Dr. Gunther Wittstock
Kooperationspartner: Prof. Dr. Thorsten Klüner, Prof. Dr. Thomas Müller

Dehydrokopplungen, bestehend aus – C–H Aktivierung – H2-Eleminierung und C–C Kopplungen gelten als ausgesprochen zukunftsweisend. Nach diesem Reaktionsprinzip lassen sich unter Verwendung von Bisazinen ausladende p-Bindungssysteme mit sehr guten Elektronenakzeptoreigenschaften herstellen.[i],[ii]

Dabei sind insbesondere die raumfüllenden „aromatic–disc-shape–molecules“ Hexaazatriphenylene (HAT) bzw. das Hexaazatrinaphthylene (HATN) oder das besonders elektronenaffine Hexaazatriphenylenehexacarbonitril (HATCN6) und davon abgeleitete Derivate zu nennen. Diese Verbindungsklasse besitzt ein enorm breites interdisziplinäres Anwendungspotential. Die HATN basierten Materialeigenschaften sind vorrangig durch die Fähigkeit dieser Verbindungsklasse zum Transport negativer Ladungen charakterisiert.[iii]

Auf dieser Grundlage lassen sich nach Dotierung elektrolumineszente organische Halbleiter aufbauen. Eine reichhaltige Koordinationschemie der resultierenden Trischelate gestattet Einblicke in Gesetzmäßigkeiten der Metall-Metall-Kommunikationen aber auch für nutzbringende Anwendungen z. B. zur elektrokatalytischen Sauerstoffreduktion, zur Verbesserung von Lithiumionenbatterien oder zum Aufbau supramolekularer Strukturen. Darüber soll im Rahmen des Graduiertenkollegs die Fähigkeit von HATN-Derivaten zur reversiblen Wasserstoffspeicherung nach dem Vorbild der Natur untersucht werden. Durch weitere präparative Arbeiten (AG Beckhaus), elektrochemische Untersuchungen (AG Wittstock) und theoretische Betrachtungen (AG Klüner und AG Müller) sollen die vielfältigen Elektronentransportprozesse an Hexaazaderivaten in Hinblick auf nutzbringende Anwendung zur Energie- und Informationsspeicherung weiter ausgebaut werden.


[i] T. Jung, R. Beckhaus, T. Klüner, S. Höfener, W. Klopper, Journal of Chemical Theory and Computation 2009, 5, 2044.

[ii] I. M. Piglosiewicz, R. Beckhaus, W. Saak, D. Haase, Journal of American Chemical Society 2005, 127, 14190.

[iii] I. M. Piglosiewicz, R. Beckhaus, G. Wittstock, W. Saak, D. Haase, Inorganic Chemistry 2007, 46, 7610.